CÔNG NGHỆ XỬ LÝ COD, BOD TRONG NƯỚC CẤP

1. COD, BOD trong nước cấp là gì

Nhu cầu ôxy hóa sinh học hay nhu cầu ôxy sinh học (ký hiệu: BOD, từ viết tắt trong tiếng Anh của Biochemical (hay Biological) Oxygen Demand) là lượng oxy cần cung cấp để oxy hoá các chất hữu cơ trong nước bởi vi sinh vật. BOD là một chỉ số và đồng thời là một thủ tục được sử dụng để xác định xem các sinh vật sử dụng hết ôxy trong nước nhanh hay chậm như thế nào. Nó được sử dụng trong quản lý và khảo sát chất lượng nước cũng như trong sinh thái học hay khoa học môi trường.

Chỉ tiêu BOD không phản ánh đầy đủ về lượng tổng các chất hữu cơ trong nước thải, vì chưa tính đến các chất hữu cơ không bị oxy hóa bằng phương pháp sinh hóa và cũng chưa tính đến một phần chất hữu cơ tiêu hao để tạo nên tế bào vi khuẩn mới.

Nhu cầu ôxy hóa học (COD - viết tắt từ tiếng Anh: chemical oxygen demand) là lượng oxy có trong Kali bicromat (K₂Cr₂O₇) đã dùng để oxy hoá chất hữu cơ trong nước. Chỉ số COD được sử dụng rộng rãi để đo gián tiếp khối lượng các hợp chất hữu cơ có trong nước. Phần lớn các ứng dụng của COD xác định khối lượng của các chất ô nhiễm hữu cơ tìm thấy trong nước bề mặt (ví dụ trong các con sông hay hồ), làm cho COD là một phép đo hữu ích về chất lượng nước. Nó được biểu diễn theo đơn vị đo là miligam trên lít (mg/L), chỉ ra khối lượng ôxy cần tiêu hao trên một lít dung dịch.

Trong xử lý nước cấp thì COD thường được hiển thị dưới dạng thông số như: Natural organic matter (NOM) hoặc Dissolved organic carbon (DOC). Xử lý COD, BOD hay TOC trong nước cấp tương đương với việc xử lý DOC hay NOM.

Dissolved organic carbon (DOC) is operationally defined as the total quantity of organic carbon compounds that pass through a 0.45µm filter, and represents the vast majority of organic material in most water samples. In aqueous systems DOC influences a range of geochemical processes by directly controlling pH levels. Furthermore, it influences water colour, the transport and degradation of pollutants, the depth of the photic zone and can cause the formation of disinfection by-products. / Carbon hữu cơ hòa tan (DOC) về mặt hoạt động được định nghĩa là tổng lượng các hợp chất carbon hữu cơ đi qua bộ lọc 0,45µm và đại diện cho phần lớn vật chất hữu cơ trong hầu hết các mẫu nước. Trong hệ thống nước, DOC ảnh hưởng đến một loạt các quá trình địa hóa bằng cách kiểm soát trực tiếp nồng độ pH. Hơn nữa, nó ảnh hưởng đến màu nước, sự vận chuyển và phân hủy của các chất ô nhiễm, độ sâu của vùng âm và có thể gây ra sự hình thành các sản phẩm phụ khử trùng.

2. Natural Organic Matter (NOM) / Tìm hiểu về Chất hữu cơ tự nhiên (NOM)

The water we drink comes mostly from dams and rivers. It usually contains several impurities: suspended solid matter, such as dirt, leaves and so on; waterborne diseases such as Escherichia coli, giardia or worse; and dissolved organic carbon (DOC), also known as natural organic matter (NOM) and as ‘Colour’. To make it suitable for drinking, water must be treated so that the suspended matter is removed, and any pathogens killed by disinfection with chlorine or ozone. / Nước chúng ta uống chủ yếu đến từ các đập và sông. Nó thường chứa một số tạp chất: chất rắn lơ lửng, chẳng hạn như bụi bẩn, lá cây, v.v.; các bệnh lây truyền qua đường nước như Escherichia coli , giardia hoặc nặng hơn; và cacbon hữu cơ hòa tan (DOC), còn được gọi là chất hữu cơ tự nhiên (NOM) và 'Màu'. Để làm cho nó thích hợp để uống, nước phải được xử lý để loại bỏ các chất lơ lửng và bất kỳ mầm bệnh nào bị tiêu diệt bằng cách khử trùng bằng clo hoặc ozone.

Natural organic matter (NOM) is present in underground and surface waters. The main constituents of NOM are humic substances, with a major fraction of refractory anionic macromolecules of various molecular weights. The NOM concentration in drinking water is typically 2-10 ppm. Both aromatic and aliphatic components with carboxylic and phenolic functional groups can be found in NOM, leading to negatively charged humic substances at the pH of natural water. The presence of NOM in drinking water causes difficulties in conventional water treatment processes such as coagulation. Problems also arise when applying alternative treatment techniques for NOM removal. For example, the most significant challenge in nanofiltration (NF) is membrane fouling. The ion exchange process for NOM removal is an efficient technology that is recommended for the beginning of the treatment process. This approach allows for a significant decrease in the concentration of NOM and prevents the formation of disinfection byproducts (DBPs) such as trihalomethanes (THMs). / Chất hữu cơ tự nhiên (NOM) có trong nước ngầm và nước mặt. Các thành phần chính của NOM là các chất humic, với một phần chính là các đại phân tử anion chịu lửa có trọng lượng phân tử khác nhau. Nồng độ NOM trong nước uống thường là 2-10 ppm. Cả thành phần thơm và béo với các nhóm chức cacboxylic và phenolic có thể được tìm thấy trong NOM, dẫn đến các chất humic tích điện âm ở pH của nước tự nhiên. Sự hiện diện của NOM trong nước uống gây khó khăn trong quá trình xử lý nước thông thường như đông tụ. Các vấn đề cũng nảy sinh khi áp dụng các kỹ thuật xử lý thay thế để loại bỏ NOM. Ví dụ, thách thức quan trọng nhất trong lọc nano (NF) là tắc nghẽn màng. Quá trình trao đổi ion để loại bỏ NOM là một công nghệ hiệu quả được khuyến khích sử dụng khi bắt đầu quá trình xử lý. Cách tiếp cận này cho phép giảm đáng kể nồng độ NOM và ngăn ngừa sự hình thành các sản phẩm phụ khử trùng (DBP) như trihalomethanes (THM).

NOM is found in both surface and groundwaters: / NOM được tìm thấy trong cả nước mặt và nước ngầm:

Derived from decaying plant and animal sources that end up in water catchments or aquifers / Bắt nguồn từ các nguồn động thực vật mục nát cuối cùng ở các lưu vực nước hoặc tầng chứa nước

NOM is unique to source waters and can change seasonally – is variable in characteristics / NOM là duy nhất cho nước nguồn và có thể thay đổi theo mùa - có thể thay đổi về đặc điểm

NOM can be fractionated by characteristics: humic and fulvic acids are the largest percentage – and also exhibit a weak negative charge (ie anionic) / NOM có thể được phân đoạn theo các đặc điểm: axit humic và axit fulvic chiếm tỷ lệ phần trăm lớn nhất - và cũng thể hiện điện tích âm yếu (tức là anion)

NOM common in many catchments, deteriorating and problematic for water treatment and drinking water quality – colour, taste, odour and DBP formation / NOM phổ biến ở nhiều lưu vực, làm xấu đi và có vấn đề đối với việc xử lý nước và chất lượng nước uống - màu, vị, mùi và sự hình thành DBP

Các nghiên cứu chứng minh hóa chất keo tụ thường chỉ phản ứng được các chất hữu cơ có trọng lượng phân tử lớn hơn 1.000 Dalton, Chất hữu cơ trong nước cấp đầu vào phần lớn có trọng lượng nhỏ hơn 1.000 Dalton. Với ưu điểm xử lý chất hữu cơ nhỏ, hạt nhựa trao đổi ion từ tính MIEX® loại bỏ các chất hữu cơ nhỏ này như một nước tiền xử lý.

NOM Measurement / Cách Đo NOM

• Total Organic Carbon (TOC) is a laboratory measurement of NOM in a water sample / Tổng carbon hữu cơ (TOC) là phép đo trong phòng thí nghiệm của NOM trong mẫu nước
• Dissolved Organic Carbon (DOC) the fraction of TOC which passes through a 0.45 micron filter (dissolved) / Carbon hữu cơ hòa tan (DOC) phần TOC đi qua bộ lọc 0,45 micron (hòa tan)
• UV254 in a surrogate measurement of DOC / UV254 trong một phép đo thay thế của DOC
• Most Surface Water DOC is >90% of TOC / Hầu hết DOC của nước mặt là> 90% TOC
• Most Ground Water DOC is ~100% of TOC / Hầu hết DOC của nước ngầm là ~ 100% TOC

So why is DOC a problem? / Vậy tại sao DOC lại là một vấn đề?

DOC itself is harmless, but it can interfere in these treatment processes. Specifically, it can increase the amount of alum that is required for flocculation, and it can also react with chlorine or ozone to form small quantities of toxic tri-halo methanes (THMs). In addition, it can promote bacterial re-growth in pipes by acting as a ‘food’. Unfortunately, both surface and bore water often have high levels of DOC. / Bản thân DOC là vô hại, nhưng nó có thể can thiệp vào các quá trình xử lý này. Cụ thể, nó có thể làm tăng lượng phèn cần thiết cho quá trình keo tụ, và nó cũng có thể phản ứng với clo hoặc ozon để tạo thành một lượng nhỏ metan tri-halo độc hại (THMs). Ngoài ra, nó có thể thúc đẩy sự tái phát triển của vi khuẩn trong đường ống bằng cách hoạt động như một loại ‘thức ăn’. Thật không may, cả nước mặt và nước giếng khoan thường có hàm lượng DOC cao.

NOM + Disinfectant  = Disinfection By-Products (DBP)

Humans exposed to unusually large amounts of some DBPs could experience liver damage and decreased nervous system activity. / Con người tiếp xúc với một số lượng lớn bất thường của một số DBP có thể bị tổn thương gan và giảm hoạt động của hệ thần kinh. Có thể gây ung thư.

List of removal technologies for Humic rich waters in order of increasing operating cost / Danh sách các công nghệ loại bỏ cho các vùng nước giàu Humic để tăng chi phí vận hành

Alternatives for DOC Removal / Các giải pháp thay thế để loại bỏ DOC

Fearing, David A. Ph.D. Thesis, Supervisor: Dr. S.A. Parsons, (2004) Process Options for the Treatment of Humic Rich Waters, Cranfield University School of Water Sciences

=> Công nghệ trao đổi ion loại bỏ tốt, giảm chi phí.

Note: Tại Việt Nam thay vì phân tích TOC, tiêu chuẩn QCVN 01-1:2018/BYT (quy chuẩn quốc gia về chất lượng nước sạch phục vụ mục đích sinh hoạt, vui lòng download tại đây), quy định Chỉ số pecmanganat ở mức giới hạn < 2 mg/l. Các nguồn nước đầu vào thường sử dụng nước sông có các hàm lượng ô nhiễm cao, các nhà máy nước thường sử dụng Clo nhiều ban đầu để oxy hóa chất hữu cơ, sử dụng nhiều hóa chất keo tụ để xử lý. Việc xử lý tiền ẩn nhiều nguy cơ không hết chất ô nhiễm và phát sinh sản phẩm phụ khử trùng DBPs và THMs...

https://nhandan.com.vn/tin-chung1/bao-dam-chat-luong-nguon-nuoc-sinh-hoat-373216/

Tại Mỹ và các nước Châu Âu bắt đầu siết quy định về  DBPs và THMs từ năm 2012 (The Stage 2 DPBR, which governs the levels of total trihalomethanes (TTHM) and five haloacetic acids (HAA5) in drinking water, were promulgated in 2006 with compliance monitoring beginning in 2012) nên việc áp dụng các công nghệ mới để xử lý đạt chuẩn, công nghệ MIEX nổi lên là lựa chọn tối ưu về hiệu suất cũng như chi phí, đã áp dụng rất nhiều dự án lớn trên thế giới.

3. MIEX® Resin Characteristics / Đặc điểm của hạt nhựa trao đổi ion từ tính MIEX®

Ion exchange is a chemical process in which ions (impurities) in a water solution are adsorbed onto a solid, usually polymer (plastic) bead. Once they are fully loaded, the beads can be recovered and regenerated by using brine to desorb the ions. Ion exchange is used industrially to purify water to high quality. In conventional ion exchange the plastic beads are packed into a large steel or plastic column and impure water forced through under pressure to produce water of higher quality. / Trao đổi ion là một quá trình hóa học trong đó các ion (tạp chất) trong dung dịch nước được hấp thụ vào một chất rắn, thường là hạt polyme (nhựa). Khi chúng được nạp đầy, các hạt có thể được phục hồi và tái sinh bằng cách sử dụng nước muối để khử hấp thụ các ion. Trao đổi ion được sử dụng trong công nghiệp để lọc nước đạt chất lượng cao. Trong trao đổi ion thông thường, các hạt nhựa được đóng gói trong một cột thép hoặc nhựa lớn và nước không tinh khiết bị ép qua áp suất để tạo ra nước có chất lượng cao hơn.

While extremely successful, conventional ion exchange suffers from three problems: / Trong khi cực kỳ thành công, trao đổi ion thông thường gặp phải ba vấn đề:

• the input water must be free from suspended matter, which would otherwise block the complex pipework and the packed column / nước đầu vào phải không có chất lơ lửng, nếu không sẽ làm tắc đường ống và cột lọc.
• capital cost is high because while one column is absorbing impurities, the second is being regenerated, so only one column is ‘working’ at a time / chi phí vốn cao vì trong khi một cột đang hấp thụ tạp chất, cột thứ hai đang được tái sinh, vì vậy chỉ có một cột đang hoạt động tại một thời điểm
• it is a batch, not a continuous process, and so harder to monitor and control. / hoạt động theo mẻ, không phải là một quá trình liên tục, và do đó khó theo dõi và kiểm soát hơn.

The MIEX process differs from conventional ion exchange technology in that the ion exchange step is carried out on a continuous basis, while the regeneration step is performed in a batch operation. This allows steady state conditions to be maintained in the ion exchange stage of the process. The resin particles are also smaller (150 um) than conventional ion exchange resins. Following contact with the raw water, a magnetic component within the resin matrix allows particles to form larger agglomerates that settle out at a high rate (25 m3/hr). / Quy trình MIEX khác với công nghệ trao đổi ion thông thường ở chỗ bước trao đổi ion được thực hiện liên tục, trong khi bước tái sinh được thực hiện liên tục. Điều này cho phép hệ thống hoạt động ổn định được duy trì trong giai đoạn trao đổi ion của quá trình. Các hạt nhựa cũng nhỏ hơn (150 um) so với hạt nhựa trao đổi ion thông thường. Sau khi tiếp xúc với nước thô, một thành phần từ tính trong ma trận nhựa cho phép các hạt hình thành các khối kết tụ lớn hơn và lắng xuống với tốc độ cao (25 m3 / giờ).

Magnetic Ion Exchange (MIEX®) / Trao đổi ion từ tính MIEX®

The problems with conventional ion exchange led to the idea of using a magnetic ion exchange resin in a stirred tank, and recovering the resin through its high density and/or magnetism. The advantages of magnetic ion exchange are: / Các vấn đề với trao đổi ion thông thường đã dẫn đến ý tưởng sử dụng nhựa trao đổi ion từ tính trong bể khuấy và thu hồi nhựa thông qua mật độ cao và / hoặc từ tính của nó. Ưu điểm của trao đổi ion từ là:

• the resin can be used in a stirred tank instead of a column / nhựa trao đổi ion MIEX có thể được sử dụng trong bể khuấy thay vì cột lọc
• because the particles are dense and will stick magnetically to each other when stirring stops, they form large clumps that settle rapidly / bởi vì các hạt dày đặc và sẽ dính từ tính vào nhau khi ngừng khuấy, chúng tạo thành các cục lớn lắng xuống nhanh chóng
• the large clumps also mean that the primary resin beads can be made an order of magnitude smaller than conventional resin beads, and hence absorb ions from solution many times faster. / các khối lớn cũng có nghĩa là các hạt nhựa nguyên sinh có thể được tạo ra có độ lớn nhỏ hơn các hạt nhựa thông thường, và do đó hấp thụ các ion từ dung dịch nhanh hơn nhiều lần.

During the 1990s a team of Australian scientists from CSIRO and the company Orica, in collaboration with the South Australian Water Corporation, developed a new way to remove organic materials, from the water supply. it was called the MIEX® process, the acronym for magnetic ion exchange. The process makes water cleaner and safer at a lower cost than previous methods and in less time. The MIEX® process uses a specially designed resin. The resin has a magnetised component which allows the particles to act as weak magnets, giving them unique settling and other handling characteristics. / Trong những năm 1990, một nhóm các nhà khoa học Úc từ CSIRO và công ty Orica, phối hợp với Tập đoàn Nước Nam Úc, đã phát triển một phương pháp mới để loại bỏ các vật liệu hữu cơ khỏi nguồn cung cấp nước. nó được gọi là quy trình MIEX®, từ viết tắt của từ trao đổi ion. Quy trình làm cho nước sạch hơn và an toàn hơn với chi phí thấp hơn các phương pháp trước đây và trong thời gian ngắn hơn. Quy trình MIEX® sử dụng một loại nhựa được thiết kế đặc biệt. Nhựa có thành phần nam châm cho phép các hạt hoạt động như nam châm yếu, tạo cho chúng khả năng lắng độc đáo và các đặc tính xử lý khác.

• SBA Type 1 MIEX Resin – Strong Base Anion / SBA Loại 1 MIEX Resin - Anion gốc mạnh
• Small Size – Avg. ~220 micron (range 80-400) / Kích thước nhỏ - Trung bình ~ 220 micron (phạm vi 80-400 micron)
• Acrylic Resin With Iron Oxide Dispersed in the resin Matrix / Nhựa acrylic với oxit sắt phân tán trong cấu trúc nhựa
• Iron Oxide Magnetized – During Manufacture / Oxit sắt được từ hóa - Trong quá trình sản xuất
• Individual Beads Agglomerate Together – Magnetically Attracted / Các hạt riêng lẻ kết tụ lại với nhau - Thu hút từ tính
• Settles Very Rapidly – 15-25 m/hr (0.8-1.4 ft/min) when agglomerated / Lắng rất nhanh - 15-25 m / giờ (0,8-1,4 ft / phút) khi kết tụ

Pilot thử nghiệm dự án tại Australia

The magnetic component results in the beads forming agglomerates that settle rapidly or fluidize at high hydraulic loading rates. Because of this unique feature, MIEX® resins are used in a continuous process with ion exchange occurring in either a mixed tank or a fluidized bed reactor vessel. / Thành phần từ tính dẫn đến các hạt hình thành kết tụ lắng xuống nhanh chóng hoặc nổi ở tốc độ tải thủy lực cao. Do tính năng độc đáo này, nhựa MIEX® được sử dụng trong một quy trình liên tục với sự trao đổi ion diễn ra trong bể hỗn hợp hoặc bể phản ứng tầng sôi.

4. MIEX® advanced ion exchange / Phương pháp xử lý COD BOD trong nước cấp bằng Công nghệ Trao đổi ion tiên tiến MIEX®

The name MIEX® is drawn from "Magnetic Ion Exchange", because the ion exchange resin beads contain a magnetized component within their structure, which allows the beads to act as weak individual magnets. The MIEX® process is proven to decrease Disinfection By-Product (DBP) formation by reducing Dissolved Organic Carbon (DOC) levels and total oxidant demand. MIEX® has many benefits including improving taste and odor, and improving floc formation with lower chemical doses. The MIEX® process can also significantly reduce treated water color levels from 60% to 95% through the removal of DOC. / Tên MIEX® được lấy từ "Magnetic Ion Exchange", bởi vì các hạt nhựa trao đổi ion có chứa một thành phần từ hóa trong cấu trúc của chúng, cho phép các hạt hoạt động như một nam châm riêng lẻ. Quy trình MIEX® được chứng minh là làm giảm sự hình thành Sản phẩm phụ khử trùng (DBPs) bằng cách giảm mức Carbon hữu cơ hòa tan (DOC) và tổng nhu cầu chất oxy hóa. MIEX® có nhiều lợi ích bao gồm cải thiện mùi vị và cải thiện sự hình thành bông cặn với liều lượng hóa chất thấp hơn (giảm chi phí sử dụng hóa chất và bùn thải). Quy trình MIEX® cũng có thể làm giảm đáng kể mức độ màu nước đã qua xử lý từ 60% đến 95% thông qua việc loại bỏ DOC.

The very small resin bead size provides a high surface area enabling rapid exchange kinetics of select ions. / Kích thước hạt nhựa rất nhỏ cung cấp diện tích bề mặt cao cho phép trao đổi động học nhanh chóng của các ion chọn lọc.

Quá trình trao đổi ion diễn ra liên tục trong bể phản ứng hỗn hợp

Quá trình trao đổi ion diễn ra liên tục trong bể phản ứng tầng sôi

Hạt nhựa trao đổi ion MIEX được sản xuất đặc biệt cho ứng dụng xử lý chất ô nhiễm trong nước cấp, được chứng nhận NSF 61 để sử dụng trong các quy trình nước uống. Kích thước hạt nhựa MIEX (~200 micron) nhỏ hơn nhiều so với nhựa trao đổi ion truyền thống, cung cấp 4-5 lần diện tích bề mặt, cho phép trao đổi động lực học nhanh chóng để xử lý chất ô nhiễm trong nước. Các hạt nhựa này định kỳ được tái sinh bằng muối NaCl, không sử dụng hóa chất.

Contaminant removal applications for MIEX® resins include: Dissolved Organic Carbon (DOC), Color, Nitrate, Arsenic PFAS, Sulfide, and Bromide. and Chromium (IV). / Các ứng dụng loại bỏ chất gây ô nhiễm cho nhựa MIEX® bao gồm: Carbon hữu cơ hòa tan (DOC), Màu, Nitrat, Asen PFAS, Sulfide và Bromide. và Chromium (IV), Phosphate, Ammonium, tổng độ cứng....

Reduction of organics at the head of a water treatment plant is critical to lowering operational costs and improving plant performance. / Giảm thiểu các chất hữu cơ ở đầu nhà máy xử lý nước là rất quan trọng để giảm chi phí vận hành và cải thiện hiệu suất của nhà máy.

Công nghệ MIEX tại Palm Beach County, Florida, USA. 61.200m3/ngày (16.4 MGD)

Down: Case study _ MIEX du an Palm Beach County, Florida USA 61.200m3/ngày

5. MIEX® ion exchange technology Advantages / Ưu điểm của Công nghệ Trao đổi ion từ tính MIEX® 

5.1. MIEX is a Magnetic Ion Exchange pretreatment technology that will: / Công nghệ Ion từ tính MIEX là bước tiền xử lý sẽ có ưu điểm:

• Significantly reduce chemical needs for conventional WTP’s / Giảm đáng kể nhu cầu hóa chất đối với WTP thông thường
• Improve floc size and stability especially in low alkaline waters - thereby reducing settling times and improving filtration / Cải thiện kích thước và độ ổn định của bông bùn keo tụ đặc biệt là trong nước có độ kiềm thấp - do đó giảm thời gian lắng và cải thiện khả năng lọc
• Reduce DBP Precursors by removing anionic DOC / Giảm sản phẩm phụ của chất khử trùng DBP bằng cách loại bỏ chất hữu cơ hòa tan trong nước (DOC)
• Is normally the first unit process in a WTP – improving the performance of downstream unit processes / Thường là quy trình đơn vị đầu tiên trong hệ thống xử lý nước - cải thiện hiệu suất của quy trình đơn vị xử lý phía sau

At Graincliffe Water Treatment Warehouse MIEX® was able to reduce the amount of Dissolved Organic Carbon (DOC) concentration by approximately 60% (see Graph 1). As a downstream effect of the DOC removal, Graincliffe was able to decrease their THM formation from 55 μg/L to 25 μg/L through the use of the MIEX® resin. / Tại hệ thống xử lý nước sông thành nước cấp sạch sinh hoạt Graincliffe (UK), MIEX® có thể giảm khoảng 60% nồng độ Carbon hữu cơ hòa tan (DOC) (xem Biểu đồ 1). Như một tác động cuối cùng của việc loại bỏ DOC, Graincliffe có thể giảm sự hình thành THM của chúng từ 55 μg / L xuống 25 μg / L thông qua việc sử dụng nhựa MIEX®.

5.2. Dramatically Lowers Operational Cost of a WTP’s by: / Giảm đáng kể chi phí hoạt động của WTP bằng cách:

• Lowering the amount of coagulant used and also sludge volume / Giảm lượng chất đông tụ được sử dụng và cả khối lượng bùn
• Removing the requirement for pH adjustment / Loại bỏ yêu cầu điều chỉnh pH
• Improving operational stability in low/no alkalinity waters / Cải thiện sự ổn định hoạt động trong các vùng nước có độ kiềm thấp / không có
• Reduce chlorine demand and disinfection chemical requirements / Giảm nhu cầu clo và yêu cầu hóa chất khử trùng
• Potentially allow conversion from chloramine to free chlorine through reduction of organics in treated water / Có khả năng cho phép chuyển đổi từ cloramin thành clo tự do thông qua việc khử các chất hữu cơ trong nước đã qua xử lý.
• Improving chlorine residual persistence for better disinfection / Cải thiện tính tồn lưu của clo dư để khử trùng tốt hơn

5.3. MIEX® Reduces Color / MIEX® Giảm màu

Color was an issue for all three of the Yorkshire WTW, primarily due to the presence of natural organic matter. The MIEX® process was able to reduce colour levels up to 57% at the Graincliffe WTW through the removal of dissolved organic carbon (DOC) from raw water. DOC is removed through anion exchange where negatively charged organic acids are exchanged with chloride ions on the surface of the MIEX® Resin. / Màu sắc là một vấn đề đối với cả ba hệ thống xử lý nước của Yorkshire WTW, chủ yếu do sự hiện diện của chất hữu cơ tự nhiên. Quy trình MIEX® có thể giảm mức độ màu lên đến 57% ở Graincliffe WTW thông qua việc loại bỏ carbon hữu cơ hòa tan (DOC) khỏi nước thô. DOC được loại bỏ thông qua trao đổi anion trong đó các axit hữu cơ mang điện tích âm được trao đổi với các ion clorua trên bề mặt MIEX® Resin.

5.4. MIEX® Improves Floc at Albert WTW / Công nghệ MIEX® cải thiện Floc (tăng kích thước bông bùn, giảm thời gian lắng)

MIEX® pretreatment increases quality of the floc formed with respect to its strength and speed of settling. An AWWA Journal article by Jarvis et al (January 2008)1, showed that the floc formed in MIEX® pretreated water settled almost three times faster than in water without MIEX® pretreatment. The MIEX® pretreated water required 50% less coagulant for effective floc formation. / Tiền xử lý MIEX® làm tăng kich thước của bông bùn được hình thành, khi bông bùn lớn hơn thì tốc độ lắng của nó nhanh hơn. Một bài báo trên Tạp chí AWWA của Jarvis và cộng sự (tháng 1 năm 2008) 1, cho thấy rằng các bông cặn hình thành trong nước đã xử lý trước MIEX® lắng nhanh hơn gần ba lần so với trong nước không qua xử lý trước MIEX®. Nước đã xử lý trước MIEX® cần ít chất đông tụ hơn 50% để tạo bông cặn hiệu quả.

At the Alberta Water Treatment Warehouse, MIEX® pre-treatment results in larger floc that settles faster. Figure 1 below illustrates the effect of MIEX® on floc size / Tại hệ thống Xử lý Nước Alberta, MIEX® xử lý trước tạo ra các bông cặn lớn hơn và lắng nhanh hơn. Hình 1 dưới đây minh họa ảnh hưởng của MIEX® đến kích thước floc

• Average floc sizes after flocculation: / • Kích thước bông keo trung bình sau khi keo tụ:
– Fe flocs: 620 ± 15 μm
– MIEX® + 50 % Fe red. flocs: 970 ± 15 μm
• Floc settling velocity (dfloc:500 μm) / Vận tốc lắng Floc (dfloc: 500 μm)
– Fe flocs: 2.7 m/h
– MIEX® + 50 % Fe red. flocs: 3.9 m/h

Increased settling rates mean reduced retention time in settling basins and a resulting higher water throughput for water treatment plants / Tốc độ lắng tăng đồng nghĩa với việc giảm thời gian lưu trong các bể lắng và dẫn đến lưu lượng nước cao hơn cho các nhà máy xử lý nước

Solid-liquid separation by dissolved air flotation (DAF) showed that MIEX® resin pretreatment flocs were removed to a better extent than flocs without pretreatment. After flocculation, the turbidity of the MIEX® pretreated water was reduced by 38 NTU to 1.5±0.6 NTU where the non MIEX® pre-treated water went from 19 NTU to 3.8 ±1.5 NTU. / Tách chất rắn-lỏng bằng phương pháp tuyển nổi không khí hòa tan (DAF) cho thấy rằng các bông tiền xử lý nhựa MIEX® được loại bỏ ở mức độ tốt hơn các bông không có xử lý trước bằng MIEX. Sau khi keo tụ, độ đục của nước tiền xử lý MIEX® đã giảm 38 NTU xuống còn 1,5 ± 0,6 NTU trong khi nước không xử lý trước MIEX® giảm từ 19 NTU xuống 3,8 ± 1,5 NTU.